石墨烯是什么材料?
石墨烯是一种以sp_杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯的优点:石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热等特性。它是目前为止导热系数最高的材料,具有非常好的热传导性能,所以它被大量运用在全新的采暖行业。石墨烯的用途:1、制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知导电性能最好的材料,这种特性尤其适合于高频电路,石墨烯将是硅的替代品,可用来生产未来的超级计算机,使电脑运行速度更快、能耗降低。2、制造“太空电梯”的缆线。科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来,那时卫星就成了有线的风筝,科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料,这就是石墨烯。
石墨烯属于什么材料
石墨烯是一种以sp_杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯的优点:石墨烯具有良好的强度、柔韧度、导电导热等特性。它是目前为止导热系数最高的材料,具有非常好的热传导性能,所以它被大量运用在全新的采暖行业。石墨烯的用途:1、制造下一代超级计算机。石墨烯是目前已知导电性能最好的材料,这种特性尤其适合于高频电路,石墨烯将是硅的替代品,可用来生产未来的超级计算机,使电脑运行速度更快、能耗降低。2、制造“太空电梯”的缆线。科学家幻想将来太空卫星要用缆线与地面联接起来,那时卫星就成了有线的风筝,科学家现在终于找到了可以制造这种太空缆线的特殊材料,这就是石墨烯。
雄赳赳,气昂昂,石墨烯风口跨过鸭绿江?
(石墨烯有点深奥,本文尽可能采用通俗的语言)
什么是“石墨烯”?
石墨烯存在于自然界,是碳的一种存在形式。石墨烯一层层叠起来就是石墨,石墨是一种非常常见的矿物质。石墨烯被称为推动人类第四次工业革命、改变世界格局的材料之王。英国的两位科学家因在石墨烯领域的重大贡献,获得了2010年度诺贝尔物理学奖
石墨烯的特点
石墨烯是已知的强度最高的材料,是钢铁的200倍;石墨烯是超轻薄的材料、是头发直径的100万分之一;石墨烯只接收百分之2的光线,几乎是肉眼看不到的透明度;石墨烯是已知的最好的导热、散热性材料之一,导热性是银的10倍;石墨烯柔韧性可拉伸20%;石墨烯有高蔬水性与高抗菌性。
石墨烯可运用的领域
石墨烯应用于基础研究、传感器、晶体管、柔性显示屏、新能源电池、海水淡化、储氢材料、航空航天、感光元件、复合材料、生物、纺织、建筑、农业等等诸多领域。
石墨烯将如何改变人们的生活?
石墨烯碳基芯片,性能是硅基芯片十倍以上,制造碳基芯片无需光刻机;新能源 汽车 用的石墨烯电池充电10分钟能跑1000公里;手机充电5秒能用一周,且电池寿命长;智能手机可以包裹在手腕上、电脑可以卷起来、电视可以内置在窗户玻璃上、甚至把显示器内置的隐形眼镜中;石墨烯做防弹衣又轻又薄;石墨烯无创治疗肿瘤等等。
相信随着石墨烯技术的成熟,还会有更多可开发的领域,方便和丰富人们的生活。
石墨烯研究现状及进展
目前全球30多个国家和地区都在布局石墨烯产业,我国已成为全球石墨烯研究和应用开发最活跃的国家,中国石墨烯基础研发投入走在世界前列,专利申请数量世界第一。根据境外机构检索的石墨烯专利数量显示,到2018年全球石墨烯相关专利数量达到15182件,中国专利申请量更是达到13092件,我国占比超过80%,全球产能前三位的石墨烯企业都在中国。
相关统计数据显示,目前国内已建成或在建的石墨烯产业园、石墨烯创新中心、石墨烯研究院等已超过30家,全国目前有2000多家企业从事石墨烯原材料和产品的研发,且这一数字还在逐步增长中。就全球技术专利分布看,中国、美国、韩国是全球石墨烯研发产出的前三甲。
石墨烯的运用及最新成果
石墨烯在半导体产业、光伏产业、航天、军工等传统领域及新能源、新材料等新兴领域发挥着日益重要的作用;目前我国石墨烯产品品种20多种,产品牌号272种,产品质量、粒度分级及粉碎加工方法达世界先进水平。同时,由于不断开拓深加工产品,产品结构也发生较大的改善,已能生产代表当代国际先进水平的彩电管石墨乳,GRT节能减磨添加剂、可膨胀石墨、石墨板材、石墨密封件和石墨耐火材料等6大类近1000种深加工产品。
值得注意的是,中科院国产8英寸石墨烯单晶圆实现了小批量生产,芯片或迎来新时代?(现在的芯片是硅基的,石墨烯制造的芯片是碳基芯片,功耗会更低、效率会更高、性能是硅基芯片十倍以上,碳基芯片的制造不需要光刻机)。此外,总部设在深圳的烯旺 科技 发布了石墨烯无创治疗肿瘤成果,这种无创、低副作用、低成本的全新治疗策略,或将成为治愈癌症的一大进步,有望成为未来肿瘤治疗的主流方法之一。
其它国家也有多项突破性的运用或研究成果,暂时停留在论文或实验室成果不在少数。
石墨烯的市场前景
中国石墨矿业目前年产量约占世界产量的一半,居于首位。长期以来,石墨一直是中国非金属优势矿产之一,今后仍将继续稳步发展。中国石墨烯市场将占据一半以上的份额,在全球市场上处于主导地位。业内乐观预计,石墨烯必将引领一个万亿级产业。公开数据显示,目前全球石墨烯年产能已达到百吨级。石墨烯年产能将达到千吨级。2019年中国石墨烯市场规模约达560亿元,2020年将达千亿级别。其中,新能源市场规模将突破534亿元,复合材料市场规模将突破372亿元,电子信息行业市场规模将突破267亿元(最新数据未出),以上三个行业均为近期市场热点。业内预计,石墨烯年均复合增长率约为56.39%,预测在2023年中国石墨烯市场规模将达到3350亿元左右。
石墨烯行业风险
1、我国石墨烯专利质量总体不高,基础核心专利数量较少。2、高纯度石墨烯价格堪比黄金,甚至比黄金贵,售价按“克”计算,一定程度抑制行业发展。3、现在石墨烯还没有进入真正意义上大规模工业化生产的阶段。前面描述的“石墨烯将如何改变我们的生活?”段落内容,目前只是石墨烯技术,而非真实的运用甚至普及,包括中科院国产8英寸石墨烯单晶圆,还不成熟;石石墨烯无创治疗肿瘤新技术,距离实际运用或还有待时日。4、墨烯难以剥离出单层结构,制备石墨烯的新方法层出不穷,表明是逐步成熟过程。5、固态电池的运用。上周末,蔚来发布下一款新车型将采用被视为下一代电池技术的,安全性、能量密度和循环寿命更优的固态电池,导致周一原本强势的锂电池概念股星云股份(300648)、川能动力(000155)、盛新锂能(002240)、雅化集团(002497)、盛屯矿业(600711)、华友钴镍(603799)、国轩高科(002074)、亿纬锂能(300014)跌停或接近跌停,宁德时代(300750)、赣锋锂业(002460)、格林美(002340)、天齐锂业(002466)也不同程度下跌,新能 汽车 (159824)基金下跌超过4%,(周二证实,蔚来的所谓固态电池只是半固态,全固态电池可以不需要石墨烯,业内专家称:固态电池5年内不可能商用)。
操作建议
目前,A股市场石墨烯概念整体低迷,个别分化,暂以观望为主,待出现板块整体走强并多次全市场涨幅居前,把握回踩机会介入,以下附图为相关个股。
我国的石墨烯技术已经发展到了什么阶段了?
各国纷纷布局石墨烯,抢占产业制高点。石墨烯作为一种新型的二维纳米材料,因其优异的性能在电子信息、新材料、新能源、生物医药、环境保护等诸多领域具有巨大的应用潜能和革命性变革,世界各国和跨国企业纷纷投入巨资加强石墨烯的研发、生产和应用,以期占抢占产业制高点。目前,全球已有80多个国家投入石墨烯的研发、生产。美国、欧盟、日本、韩国等相继发布或资助了一系列相关研究计划和项目。特别是欧盟制定了石墨烯旗舰计划,计划投入10亿欧元。全球石墨烯研发、生产综合实力最强的前三甲是美国、日本、中国。不仅如此,IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际知名跨国企业纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,而且还涌现出了大批专门从事石墨烯研发、生产和应用的机构和企业。正处于概念导入期、产业化突破前期。实验室成果和专利产品要成为商品,一般需要经过5个阶段:实验室研发——实验工厂(小试)——示范生产线(中试)——示范工厂——规模化生产,每个阶段都不可或缺,并且都潜在着风险,不可能一蹴而就,这个过程需要10年、20年、甚至更长时间。比如,硅材料历经了20多年、碳纤维坚持了半个多世纪。从Gartner的技术成熟度曲线来看,石墨烯产业总体上正处于概念导入期、产业化突破前期,正从实验室走向产业化。目前以石墨烯粉末(体)为原料的低端产品,如功能涂料、复合材料、电极材料和结构增强型材料等,虽然部分已初步产业化,但规模小、技术含量不高、附加值较低。而以石墨烯薄膜为原料的高端产品,如微电子材料和显示屏薄膜材料等,或处于实验室阶段,或处于中试阶段,短时间内均难以实现产业化。欧美等发达国家认为,目前石墨烯技术成熟度还在1-4级,尚不适宜大规模产业化。